Тело массой m = 300 г, подвешенное на легком резиновом шнуре, равномерно вращается по окружности в горизонтальной плоскости. Шнур во время движения груза образует угол = 60° с вертикалью. Если потенциальная энергия упругой деформации шнура Eп = 90,0 мДж, то жесткость k шнура равна ... Н/м.
Потенциальная энергия упругой деформации равна поэтому для нахождения k нужно найти удлинение шнура
Запишем второй закон Ньютона для тела:
Движение происходит по кругу, поэтому ускорение направлено горизонтально к центру этого круга. Сила тяжести направлена вниз, сила упругости вдоль шнура. В проекции на вертикальную ось получаем:
Откуда
Подставляем в выражение для потенциальной энергии и выражаем k: